Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Пособие Описание Лаб Раб.doc
Скачиваний:
20
Добавлен:
10.11.2019
Размер:
2.99 Mб
Скачать

Департамент образования города Москвы

Государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования города Москвы

Московский городской педагогический университет

Институт математики и информатики

Кафедра прикладной информатики в управлении

Е.В. Сыроежкин

по дисциплине «МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ В УПРАВЛЕНИИ»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Цикл лабораторных работ

Учебно-методическое пособие

для студентов специальности «Прикладная информатика в менеджменте»

Москва 2012г.

Содержание

  1. Введение……………………………..………………………………..…...3

  2. Краткая инструкция по работе в MathCAD ………………….…………4

2. Описания к лабораторным работам.……………………………..…........11

5.1. Метод равномерного поиска………….……………………………..15

5.2. Метод делением отрезка пополам………..……………………...….18

5.3. Метод «золотого сечения»……………………………..……...…….21

5.4. Сравнение методов одномерной оптимизации

по эффективности…………………………………………..………24

5.5. Оптимизация времени запуска двигателя.………………………….28

5.6. Симплекс-метод линейного программирования…………………...32

5.7. Многомерная оптимизация методом Хука-Дживса………….….…36

5.8. Оптимизация при ограничениях методом штрафных

функций……………………………………………………….….…40

Введение

Цикл лабораторных работ проводится в течение нескольких лет по программе дисциплины «Прикладные методы оптимизации», которая изучается по кафедре прикладной информатики в управлении Института математики и информатики Московского городского педагогического университета в рамках специальности «Прикладная информатика в менеджменте» по учебным планам подготовки бакалавров.

Цель изучения настоящего курса – получение теоретических знаний и практических навыков для решения задач оптимизации, а также освоение математических методов и компьютерных технологий в этой области.

Лабораторные работы в теоретической части опираются на конспект лекций по соответствующей дисциплине, поэтому в пособие включена краткая теоретическая часть по методам оптимизации.

Лабораторные работы предназначены для выполнения в компьютерном классе с использованием программной вычислительной среды MathCAD.

Структура пакета заданий. Цикл состоит из:

- общей теоретической части, относящейся ко всем работам, включающей терминологию и основные понятия теории оптимизации;

- краткой инструкции по работе в среде Mathcad;

- описаний к лабораторным работам.

Описания лабораторных работ содержат:

  • перечень заданий;

  • методические указания для выполнения;

  • распечатки программ контрольных примеров в среде Mathcad;

  • таблицы параметров вариантов заданий;

  • перечень контрольных вопросов для аттестации обучаемого по каждой лабораторной работе.

Инструкция по работе в Mathcad

Mathcad – система научно-технических расчетов предназначена для выполнения математических расчетов в различных сферах: от математики до медицины и экономики. Mathcad является наиболее популярной среди аналогичных систем Mathematica Maple, Gauss, Reduce, Eureca и др.

Входной язык Mathcad Программирование в Mathcad ведется на языке близком к Си. Программа записывается и выполняется слева направо и сверху вниз.

Ввод/вывод осуществляется оператором «:= » непосредственно присвоением идентификатору переменной соответствующего значения; вывод значения переменной – оператором « = ».

Вычисления производятся по заданной формуле, которая записывается с помощью знаков арифметических действий меню «Calculater».

Условные операторы содержатся в подменю «Programming» и даны в нескольких вариантах.

Операторы цикла имеют несколько вариаций:

- для целочисленного параметра цикла записывается в виде i:= 1,..n

- для дробного параметра цикла в виде i:= а, а+h, b

Массивы оформляются в виде матриц и векторов подменю «Matrix».

В программах для локализации программных модулей используется в качестве операторных скобок оператор «Add Line».

Встроенные подпрограммы оформлены в виде процедур (решателей), которые содержатся в библиотеке MathCAD. Состав библиотеки открывается клавишей «?» панели инструментов.

Вывод графики, двухмерной и трехмерной, а также векторного поля, осуществляется командами подменю «Graf».

Все вышеназванные подменю открываются соответствующими клавишами «Панели инструментов» главного меню (см. раздел Язык управления заданием).

Язык управления заданием представлен в виде меню.

Главное меню содержит (см. скриншоты рис. 24, 26 и др.):

Имя программы <имя файла>.

Командная строка содержит команды: «Файл», «Редактирование», «Вид», «Вставить», «Формат», «Инструменты», «Символы», «Окно», «Справка» (см. рис.1 и 2).

Строка панели инструментов содержит набор кнопок: «Стандартные», «Форматирование», «Математика», которые открываются командой «Вид». Остальные кнопки подменю вычислительных операций формируются по желанию пользователя в соответствии с разделами математики и решаемой задачей. Они открываются из подменю «Математика» и располагаются для удобства пользователя, как правило, в правой части рабочего поля (см. скриншоты рис. 24, 26 и др.). Это подменю: «Арифметика», Матрицы», «Графики», «Матанализ», «Программирование», «Булево», «Вычисления», «Греческий алфавит», «Символы», «Модификаторы», «Ресурсы» и «Управление».

Рабочее поле предназначено для отображения программы пользователя.

Строка состояния содержит список открытых в данный момент программ.

Ввод программы и редактирование осуществляется с помощью текстового редактора непосредственным вводом текста с клавиатуры.

Трансляция, сообщений об ошибках. При вводе текста осуществляется пооператорно его трансляция. При этом транслятором производится синтаксический контроль и выдаётся сообщение об ошибке путем выделения ошибочного участка программы красным цветом.

Выполнение программы. Запуск на выполнение производится автоматически по умолчанию. Допускается отключение автоматического запуска на выполнение программы.

Графический вывод. Результаты расчетов, «запрограммированные» в графическом виде, выдаются по завершению расчетов автоматически.

Прерывание вычислений осуществляется при необходимости клавишей «Esc» клавиатуры.

Комментарий печатается непосредственно в виде текста. При этом, если он на русском языке, то должен быть подключен шрифт с кириллицей – «Cyr» – на панели инструментов.